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题名复合驱动并联机构的动力学建模与仿真分析
被引量：4
- 1
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作者
吴孟丽
陈莫
李德祚
王旭浩
李明宇
林玉飞
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机构
中国民航大学航空工程学院
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出处
《机械设计》
CSCD
北大核心
2024年第3期112-121,共10页
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基金
国家自然科学基金民航联合研究基金资助项目(U1833106)
中央高校基本科研业务费(3122020030)。
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文摘
针对一种PUU-2PRRS 5自由度复合驱动并联机构的刚体动力学建模问题,采用拉格朗日法结合虚功原理建立刚体动力学模型并进行仿真分析。首先,在考虑存在次闭环的情况下,采用闭环矢量法对并联机构进行运动学分析,推导出机构各构件质心的线速度和角速度;其次,采用拉格朗日法结合虚功原理建立复合驱动并联机构的刚体动力学模型,为复合驱动并联机构驱动力的求解及后续动力学仿真分析奠定了基础;最后,基于MATLAB软件和ADAMS软件对该并联机构进行动力学仿真分析,在给定相同末端轨迹的情况下,对比两种软件得到的驱动力变化曲线,仿真结果验证了所建动力学模型的正确性。文中不仅为PUU-2PRRS 5自由度复合驱动并联机构控制系统的搭建打下了基础,也为其他复合驱动并联机构的动力学建模分析提供了理论依据。
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关键词
复合驱动并联机构
次闭环结构
刚体动力学建模
拉格朗日法
虚功原理
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Keywords
hybrid-drive parallel mechanism
sub-closed-loop structure
rigid-body dynamics modeling
Lagrange method
virtual work principle
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分类号
TH113.2-2
[机械工程—机械设计及理论]
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题名浮筏隔振系统动力学建模与软件开发
被引量：2
- 2
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作者
陈森
万志威
朱翔
李天匀
张威
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机构
华中科技大学船舶与海洋工程学院
华中科技大学船舶和海洋水动力湖北省重点实验室
上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心
中国舰船研究设计中心
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出处
《噪声与振动控制》
CSCD
北大核心
2023年第4期14-20,共7页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51879113,51839005)。
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文摘
现代舰船机电设备多采用大型浮筏隔振系统进行动力设备的隔振与冲击隔离。基于多刚体动力学理论,建立复杂空间多刚体系统动力学方程,可以用于浮筏系统方案设计阶段的摇摆、振动与抗冲击计算。首先建立各子系统的动力学方程,再通过各子系统的组装得到整个系统的动力学方程。系统的刚度和阻尼矩阵均可以通过方向余弦矩阵R、迁移变换矩阵T等矩阵之间的基本运算得到,无须矩阵求导和方程线性化。理论推导得到的质量、刚度矩阵和阻尼矩阵与有限元法生成的质量、刚度、阻尼矩阵完全一致,验证本方法建模的准确性。在此基础上,在MATLAB环境下用App Designer开发一款浮筏隔振系统静、动态分析软件,可对浮筏隔振系统的静力、摇摆、振动与抗冲击性能进行快速预报,结果与有限元法计算结果吻合良好。该软件有望解决浮筏隔振系统在初期设计阶段计算周期长且繁琐的难题。
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关键词
振动与波
浮筏隔振系统
多刚体动力学建模
隔振评估
抗冲击
软件开发
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Keywords
vibration and wave
floating raft vibration isolation system
multi-rigid body dynamics modeling
vibration isolation assessment
impact resistance
software development
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分类号
TB533.1
[理学—声学]
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题名折叠翼飞行器的动力学建模与稳定控制
被引量：11
- 3
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作者
宋慧心
金磊
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机构
北京航空航天大学宇航学院
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出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第6期1548-1559,共12页
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基金
国家自然基金青年资助项目(11702010)。
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文摘
折叠翼飞行器在变形过程中,其动力学模型呈现多刚体、多自由度和强非线性特点,同时气动力/力矩、压心、质心和转动惯量等参数也会大幅度变化,严重影响飞行稳定性.由此,本论文将对飞行器的多刚体动力学建模与变形稳定控制进行研究.基于凯恩方法建立了折叠翼飞行器的多刚体动力学模型,并从中得到了变形所产生的附加力和力矩表达式.通过气动计算拟合出气动参数与折叠角之间的函数关系,由此分析了不同折叠角速度下飞行器的纵向动态特性,结果表明,折叠翼飞行器变形过程中速度、高度和俯仰角均会发生变化,飞行器无法保持稳定飞行.为此提出了一种基于自抗扰理论的飞行器变形过程中的稳定控制方法.将折叠翼飞行器纵向非线性动力学模型中存在的非线性项、耦合项以及参数时变项都视为系统内外总扰动,利用扩张状态观测器对总扰动进行实时估计和补偿,针对补偿后的系统设计PD控制器,实现了速度通道和高度通道的解耦控制.通过Lyapunov稳定性原理证明了系统的稳定性,并进行数学仿真验证.仿真结果表明,基于自抗扰理论设计的稳定控制器能够解决飞行器变形所带来的强非线性和参数时变等问题,保证飞行器的高精度稳定控制.
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关键词
折叠翼飞行器
多刚体动力学建模
扩张状态观测器
稳定控制
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Keywords
folding-wing aircraft
multi-rigid body dynamics modeling
extended state observer
stability control
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分类号
V249.1
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名基于时延估计的空间机器人无模型姿态解耦控制
被引量：6
- 4
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作者
张鑫
刘金国
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机构
中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室
中国科学院机器人与智能制造创新研究院
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出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第9期1150-1161,共12页
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基金
国家重点研发计划(2018YFB1304600)
国家自然科学基金(62103407)
+2 种基金
国家博士后基金(2020M670814)
机器人学国家重点实验室项目(Y91Z0303)
辽宁省自然科学基金(2020-MS-033)。
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文摘
针对空间机器人的基—臂姿态耦合问题,提出一种基于时延估计(TDE)的无模型解耦控制方法,以实现机械臂与基体的协调运动。首先,采用复合刚体动力学建模方法建立系统动力学模型。然后,分析动力学耦合特性,从多输入多输出(MIMO)角度出发,设计基于时延估计的无模型解耦控制器,实现机械臂关节轨迹精准跟踪与基体姿态稳定控制。最后,采用数值仿真方式,对比经典的基于模型解耦控制方法,即计算力矩控制(CTC),结果表明基于时延估计的无模型控制方法不仅效率更高,且解耦效果更好。
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关键词
空间机器人
基—臂姿态耦合
时延估计(TDE)
复合刚体动力学建模方法
无模型解耦控制器
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Keywords
Space robots
Manipulator-base attitude coupling
Time-delay estimation(TDE)
Composite rigid dynamics modelling approach
Model-free decoupling controller
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分类号
V448.2
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名车载状态下测风激光雷达的浮筏减振研究
- 5
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作者
韩飞
胡明勇
毕勇
陈远
杜宁
陈泽
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机构
中国科学院南京天文仪器研制中心
中国科学院大学
中国科学院南京天文仪器有限公司
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出处
《激光技术》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第1期47-52,共6页
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文摘
为了减弱振动对车载激光雷达测量精度和稳定性的影响,借鉴浮筏减振系统在船舶领域的成功使用,对其进行了浮筏减振布局设计。采用多刚体动力学建模方法对系统在简谐激励下的减振性能进行了分析,得出系统各处减振器参量对系统减振效果的影响。根据选定的减振参量,结合所选车型,经过计算得到激光雷达主体的传递率峰值,有效避开了汽车运输过程中的激振频率,且几乎在有效的激振频率范围内传递率曲线都小于1;经计算得到冲击作用下的振动量程没有越过减震器的有效减震范围,符合理论要求;通过振动状态下激光雷达和探空气球所测风速数据的对比,验证了减振设计对保证测量精度的效果;通过静止和模拟振动状态下激光雷达的锁频效果对比,证明了浮法减振设计在车载系统中应用的可靠性。结果表明,浮筏减振设计应用于车载测风激光雷达是合理的、成功的。
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关键词
激光技术
车载测风激光雷达
浮筏
多刚体动力学建模方法
振动传递率
风速
锁频
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Keywords
laser technique
mobile wind lidar
floating raft
multi-body dynamics modeling method
vibration passing rate
wind speed
frequency locking
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分类号
TN958.98
[电子电信—信号与信息处理]
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